食品添加剂中重金属元素前处理与检测方法

张增坤

近年来，食品添加剂中重金属超标事件越来越多，由此引发的食品安全问题引起了社会各界的广泛关注，更加剧了人们对食品安全问题的不满和担忧。重金属元素会抑制人体正常的生理活动，使人体的细胞组织出现金属中毒问题，从而影响人体健康。若婴幼儿服食重金属超标食物，还会出现生长缓慢、智力异常等问题。为此，国有关的食品安全管理规划着重提出了对食品添加剂中重金属管理的要求和目标，并通过检测的方式来提高食品安全检验能力，加强对食品安全风险的管控。

在食品检测中，重金属检测是非常重要的内容，但食品添加剂中重金属元素的残留情况较为复杂，增加了重金属元素前处理与检测的工作难度。再加上传统的重金属前处理技术虽然种类繁多，但是大多烦琐且耗时较长，很难满足当前食品添加剂中重金属检测的需求。基于此，本文就食品添加剂中重金属元素前处理与检测方法进行探究，以期为食品重金属检测工作提供一定的参考。

一、食品添加剂中重金属的来源和危害

食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质。随着食品工业的快速发展，食品添加剂已经成为现代食品工业的重要组成部分，也已经成为食品工业技术进步和科技创新的重要推动力。但如果对食品添加剂中重金属含量的检测不到位，就会导致其含量超标而出现重金属污染。

重金属污染对人体具有较大的危害性，如果人体摄入的重金属含量较少，虽然不会第一时间对人体造成危害，但摄入的重金属却会在人体内累积，当人体内的重金属含量达到一定程度后，就会对身体健康造成危害。从目前已发现的食品添加剂重金属污染问题来看，其主要包含的成分是铅、汞、砷、镉等物质，这些物质在食品的生产、加工、储存、销售等环节都有可能出现。

1.铅污染。铅主要产生于陶瓷制成的食品容器内，如果在该类食品容器制作过程中加入的铅过量，用这类容器储存食物时，食物就可能会受到重金属污染。铅被人体吸收后会破坏人体的血液循环系统以及神经系统，使人们出现贫血、发育缓慢、神经衰弱等病症。

2.汞污染。汞是目前食品添加剂重金属污染的主要成分之一，为提高防腐效果，生产企业往往会在食品添加剂中添加汞物质，一旦汞含量超标，就会导致食品出现汞金属污染。一旦这类物质被人体吸收后，就会对人体内的肝脏等器官造成威胁，加剧人体器官的衰竭速度。

3.砷污染。在食品添加剂中添加砷物质，主要是为了改变食品的色和味，使食品更有吸引力。这样的食品被人们食用后，会导致人体出现砷中毒问题，并且引发神经衰弱和肠胃炎等疾病。

4.镉污染。在食品添加剂中添加镉物质，主要是为了提高食物防腐效果，延长食物的售卖时间。镉通过食品进入到人体内，并且积蓄在肝、肾、心等组织器官内，使这些组织器官慢慢出现病变，加速器官衰竭，引起一系列慢性疾病或慢性中毒问题。

二、食品添加剂中重金属元素前处理方法

现代食品添加剂重金属检测所面臨的样本性质的复杂程度是前所未有的，分析的对象不但包括气、液、固相中的所有物质，而且往往以多相形式存在;其组成不但复杂，而且测定时往往相互干扰，被检测物的浓度要求越来越低，稳定性随时变化，给分析带来了一系列困难，尤其是在各种环境下与生物样本采集后直接进行检测的可能性很小，一般都要经过样本制备与前处理以后才能进行测定。

在对食品添加剂进行重金属含量检测时，需要选取恰当的前处理方法，以确保检验结果的准确性。目前常用的前处理方法有干灰化法、湿消解法、高压消解法、微波消解和萃取法等，虽然它们都有自身的特点与作用，但是也存在一定的应用缺陷。例如，干灰化法的检验时间过长，会对检验结果的精准性造成一定影响;湿消解法容易受到环境的干扰，从而影响检验结果的准确性;高压消解法的检验工序复杂，操作成本较高;微波消解法不能对检验过程进行实时监控等。

1.干灰化法。运用干灰化法进行重金属元素检测时，一般通过高温灼烧的方式来破坏待测样品中的有机物，经过一系列的处理方法后会留下部分残渣，这部分剩余残渣则是待测样品中的无机物，将其用水或酸进行溶解，配备出待检测的溶液，最后对溶液进行检测即可。干灰化法的主要优点是操作简单、空白值低，但检验时间较长，容易受到其他物质的污染，从而造成检验结果的不准确，并且有些金属元素会在高温下挥发，因此干灰化法并不适用于所有的金属元素检测。

2.湿消解法。与干灰化法不同，运用湿消解法进行重金属元素检测时需要在低温的环境下展开，然后运用无机酸、强氧化剂等物质破坏待测样品的有机物，使其转化为可检测的形态。在运用湿消解法时，所选用的氧化剂和氧化性酸主要有浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、高锰酸钾等。需要注意的是，单一酸的分解能力不足，无法对待测样品进行完全分解，而且在这一过程中还存在一定的危险性，因此要根据样品选择适合的酸，并联合使用两种或两种以上的强酸和氧化剂。在实验过程中，要注意对温度的控制，以确保样品内有机物的快速消解。湿消解法的主要优点是操作简单，加热温度较低，能够处理大批样品，还解决了干灰化法中容易挥发元素的损失问题，因此应用范围相对较广。不过，湿消解法也存在一定的缺陷，即对样品进行消解的时间较长，在使用强酸、强氧化剂时容易发生安全风险，检测过程中还会产生较大的环境污染问题。

3.高压消解法。高压消解法主要运用的设备是高压罐，通过在外部加热高压罐所产生的高温高压对待测食品样品进行消解，将其转化为可检测的样品形态。高压消解法的优点是所使用的设备成本较低，操作程序简单，能够批量处理样品，而且高压消解法的分解能力十分强大，能够完全消解样品，避免了元素挥发造成的损失问题。不过，高压消解法也存在一定的缺点，即消解时间较长，高压过程的安全性无法得到有效保障，对于高压罐的密封性要求较高，而且随着高压罐的反复使用，其密封性能会降低，所溢出来的酸蒸汽还会对高压罐造成腐蚀，从而影响检验结果的准确性。

4.微波消解法。微波消解法主要是利用微波产生的热效应来破坏待检测样品内的有机物，它结合了湿消解法与高压消解法的特性，形成了独特的内加热方法。微波消解法的优点在于能够加快样品的分解速度，减少元素挥发带来的损失，所消耗的试剂量较少，操作简单，处理效率高，对环境污染较小。然而，微波消解法也存在一定的缺点，即不能对消解过程进行实时监控，实验过程中所需要的成本较高，实验时还存在一定的安全隐患。

5.萃取法。萃取法是利用化合物在两种互不相溶的溶剂中不同的溶解度或分配系数，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中，经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。萃取法的优势在于灵活性较强，萃取过程中所有操作都在常温下进行，操作简单易学，而且萃取法还是一种新型的分离净化方法，实验过程中无毒无污染，特别适用于食品安全检测。但萃取法也存在一定的缺点，即两相界面可能产生乳化现象，导致溶质的损失。

三、食品添加剂中重金属元素的检测技术

1.显色技术。显色技术主要可以分为对比显色法与分光光度法。运用对比检测法检测重金属元素会用到硫化氢，其在酸性条件下能够与被检测溶液中的重金属元素发生反应，但硫化氢含有毒素，属于有毒气体，在运用对比显色法时会对环境造成污染，因此这种方法的使用范围较小。运用分光光度法进行重金属元素检测时主要运用噻吩甲酰三氟丙酮，其在酸性条件下能够与食品添加剂中的重金属元素进行化学反应，从而使待检测液体呈现出蓝色，然后通过光度计算的方式测量其波长，并测算有关回收率。在分析比较对比显色法与分光光度法后不难发现，分光光度法的检测优势更为明显，检测效果也较好。

2.电化学分析法。电化学分析法出现的时间较早，其检验原理主要是观察被检测样品在溶液中的电化学性质和变化。电化学分析法的优点在于检测仪器装置较小，检测方法简单易上手，能够进行自动化、连续化的分析，检测局限性较低，适用于多种重金属元素的检测工作。

3.免疫分析法。免疫分析法也是检测重金属元素的有效方法之一，其主要工作原理是将被检测样品中的重金属离子与合适的化合物融合，从而产生反应原性，然后将与样品融合的化合物质连接到载体蛋白上产生出特异性抗体，最后通过检验这种抗体分析食品样品中所含有的重金属元素以及含量。在实验过程中，需要注意样品与化合物的融合程度。免疫分析法的优点在于灵敏度较高，虽然在我国推广免疫分析法的力度较弱，但是在国外已经成功证明了免疫分析法的可行性，能够检测液体检测样品中的汞、铅等物质。

综上所述，人们对于食品安全問题的关注度越来越高，而食品添加剂中重金属含量超标会对人体健康带来危害。因此，有关部门必须提高对食品安全的重视程度，加强对食品添加剂重金属检测的力度。同时，为了提高食品安全性，在对食品添加剂进行重金属元素检测时，需要根据检测样品的种类，选择合适的前处理技术以及检测方法，以此提高食品添加剂重金属检测的准确性，确保人们“舌尖上的安全”。